專利名稱：推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速海洋船舶的推進(jìn)系統(tǒng)。具體來說，本發(fā)明涉及具有高工作效率的改進(jìn)的表面驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)。
公知的高速船舶推進(jìn)系統(tǒng)在低速、高速或整個(gè)需要的速度范圍內(nèi)顯示性能的局限性。海洋船舶推進(jìn)的最簡(jiǎn)單的形式，浸入式推進(jìn)器，具有許多局限性，在高速時(shí)傾向于具有低效率特性。在1960年代推出的‘Z’型(或船尾)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)于較小船舶提供了高速時(shí)的改進(jìn)的效率。但是，這種推進(jìn)器在很高速度時(shí)存在問題，往往必須要安裝劃水式推進(jìn)器替代之。
對(duì)于高的船舶速度來說，安裝在專門的表面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或安裝在Z型驅(qū)動(dòng)裝置上的高速劃水式推進(jìn)器可給出最高的效率。但是，傳統(tǒng)的劃水式推進(jìn)器在低速時(shí)很消耗能量。其原因之一是，由于這種推進(jìn)器設(shè)計(jì)得是半浸入運(yùn)轉(zhuǎn)的，因而其直徑比傳統(tǒng)推進(jìn)器大。因此，直到船舶已達(dá)到計(jì)劃速度，推進(jìn)器通常都過度地浸入，因而流量和扭矩需要過高。較少為人所知的第二個(gè)因素是，在低速和高功率下，槳葉在高的升力系數(shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)，在槳葉后的汽穴寬大，一個(gè)槳葉空穴的外表面和后繼槳葉的推進(jìn)表面之間的距離小。因此，槳葉被有力地推靠在汽泡上，推力明顯損失。這兩個(gè)因素特別使裝有表面驅(qū)動(dòng)裝置的船舶很難升向平面，這意味著它們必須裝有功率過大的發(fā)動(dòng)機(jī)。由于這些驅(qū)動(dòng)裝置的這些局限性，其使用受到限制，其成本高昂。另外，這樣的推進(jìn)器通常在船體之后相當(dāng)距離上安裝，使其在調(diào)動(dòng)或在泊位時(shí)易于損壞。在大多數(shù)情形中，這種推進(jìn)器不能充分抬升，以便使船舶能夠沖上岸灘。
近年來，對(duì)于下述兩類船舶也日益廣泛地采用了噴射泵驅(qū)動(dòng)裝置小性能舶及私人水上船舶(噴射自行車式船等)；以及較大的奢華快艇和特性工作船。但是，噴射驅(qū)動(dòng)有許多明顯的缺點(diǎn)實(shí)際上，效率通常低于60％，往往還低于50％。噴射驅(qū)動(dòng)裝置也較為復(fù)雜，往往很昂貴；安裝工作也比其它驅(qū)動(dòng)裝置更為麻煩。
本發(fā)明的目的是提供一種基本可避免或減輕上述缺陷中的一種或多種的推進(jìn)系統(tǒng)。
因此，我們提供一種水上船舶推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一根從船體的船尾構(gòu)件向后延伸的軸；一個(gè)劃水式推進(jìn)器，它靠近船體后緣安裝在所述至少一根軸上，使所述推進(jìn)器在船舶使用中在船體的船尾構(gòu)件后面形成的船尾構(gòu)件空穴中工作；以及用于驅(qū)動(dòng)所述至少一根軸的驅(qū)動(dòng)裝置；其中，所述推進(jìn)器包括一個(gè)轂和多個(gè)傾斜隔開的槳葉，這些槳葉最好繞轂基本等距地間隔開來，槳葉間距(S)與葉弦(C)之比值(S／C)沿著槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度為至少2．0。
本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，槳葉間距與葉弦的高比值(沿每個(gè)槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度至少為2．0)能夠比現(xiàn)有公知?jiǎng)澦酵七M(jìn)器類型的推進(jìn)系統(tǒng)的效率高得多，在現(xiàn)有的上述推進(jìn)系統(tǒng)中槳葉間距與葉弦的比值一般一直處于整體的區(qū)域(the region of unity)內(nèi)，或者更多地處低于整體(unity)。
實(shí)現(xiàn)效率提高的一個(gè)原因在于，一個(gè)槳葉的后表面和后繼的槳葉的推進(jìn)表面之間的距離相對(duì)較大，因而在使用中后繼的葉片的壓力場(chǎng)在前一槳葉的后緣后面形成的槳葉空穴之后有相當(dāng)?shù)某潭取Ｓ捎谶@個(gè)特性而增加的效率主要見之于船舶的低速。相對(duì)較小的葉弦的另一優(yōu)點(diǎn)是，每個(gè)槳葉入水及離水的過渡期間，與槳葉的葉弦相對(duì)較大的現(xiàn)有技術(shù)的表面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比較，構(gòu)成推進(jìn)循環(huán)的一個(gè)相對(duì)較小的部分。槳葉在上述過渡期間以顯著減小的效率工作。
下面將會(huì)理解，與船舶的船體相關(guān)的術(shù)語“船尾構(gòu)件空穴”是指在船舶啟動(dòng)后及在船舶低速和高速下緊靠船體的尾緣后形成的氣袋、通過使推進(jìn)器靠近船體尾緣設(shè)置，從而在所形成的上述船尾構(gòu)件空穴中工作，我們可以避免過大的功率損失，而所述功率損失的原因在于在槳葉在高的水旋渦速度區(qū)域內(nèi)工作的狀況中(象在傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)中那樣)的攪拌效應(yīng)。
與每個(gè)槳葉有關(guān)，術(shù)語“槳葉空穴”是指在使用中推進(jìn)器的每個(gè)槳葉的后緣后面形成的(水下的)的蒸汽空間。
相鄰槳葉的槳葉間距(S)與葉弦(C)的比值(S／C)沿著槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度應(yīng)在2至5或更大的范圍內(nèi)，最好在2．3至4．0的范圍內(nèi)。雖然比值S／C可選擇得大于5，但是，顯然存在一個(gè)上限，在該上限，槳葉將太細(xì)長(zhǎng)了，實(shí)際上效率并不高。我們認(rèn)為，在大多數(shù)比值S／C大于10的情形中都會(huì)發(fā)生上述情況。但是，當(dāng)人們希望將低的發(fā)動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)換成高的推進(jìn)器速度時(shí)，高比值就是需要的了。
槳葉間距(S)與葉弦(C)的比值(S／C)沿著槳葉長(zhǎng)度的至少90％，最好沿著槳葉長(zhǎng)度的至少95％或更大，最好為至少2．0。
推進(jìn)器的轂最好相對(duì)較大。轂直徑(Hd)與推進(jìn)器直徑(Pd)的比值(Hd／Pd)推薦為至少0．35，最好為0．4或更大。這種大的轂直徑的優(yōu)點(diǎn)在于，在低速時(shí)(推進(jìn)器傾向于比在高的滑行速度時(shí)在水中處于更低的位置)，在推進(jìn)器的每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)中槳葉掃過的面積的一個(gè)大的百分比是在空中。在船舶低速時(shí)，高百分比的被掃過的空氣需要在這樣低的速度下得到高推力，這會(huì)特別有關(guān)。在公知的現(xiàn)有技術(shù)的推進(jìn)系統(tǒng)中，在低速時(shí)，掃過區(qū)域的一個(gè)大的百分比是在水下，(因此，槳葉的工作需要從發(fā)動(dòng)機(jī)得到更大的動(dòng)力)。從而與本發(fā)明的系統(tǒng)相比較，引起在這樣的低速下推力顯著降低。
另外，大的轂直徑與推進(jìn)器直徑比值意味著與傳統(tǒng)推進(jìn)器相比沿著槳葉長(zhǎng)度水流速度的變化要小得多，因而在偏離設(shè)計(jì)條件中性能的變化不那么顯著一般來說，槳葉相對(duì)于轂直徑越短，在水中產(chǎn)生的徑向作用的流動(dòng)力越小，而推進(jìn)系統(tǒng)的效率越高。另外，槳葉越短，在使用中槳葉的扭曲和變形越小。在許多情形中，槳葉可以是恒定截面的，只是沿其長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)，而不引起性能的顯著損失。
推進(jìn)器最好以下述方式安裝在所述至少一根軸上，即，使推進(jìn)器平面基本垂直于所述軸。另外，軸最好以下述方式安裝在船舶上，即，使推進(jìn)器平面垂直于推力直線。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可使得從發(fā)動(dòng)機(jī)得到的推力在啟動(dòng)和低速時(shí)最大化。
推進(jìn)器直得最好也選擇得相對(duì)較大。例如，推進(jìn)器直徑(Pd)與船體吃水(Hs)的比值(Pd／Hs)可以至少為1．4或更大。使用大直徑的推進(jìn)器的好處在于，使用與傳統(tǒng)推進(jìn)器相同的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)可以得到更大的圓周速度。
在本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)中，槳葉相對(duì)于推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的角度或“螺旋角(pitch)”(β)最好是可變的。這可以通過下述方式實(shí)現(xiàn)在推進(jìn)系統(tǒng)中設(shè)置槳葉螺旋角控制裝置，以便控制槳葉的螺旋角。槳葉螺旋角控制裝置可以是機(jī)械裝置和／或電裝置和／或壓力流體最好是液壓裝置。螺旋角控制裝置最好形成和布置得使槳葉的螺旋角(β)可在50°和120°之間變化。通過以這種方式控制槳葉螺旋角，可以提高推進(jìn)系統(tǒng)的總體效率。例如，所述槳葉控制裝置可以形成和布置得在船舶低速工作范圍內(nèi)可使槳葉螺旋角可達(dá)80°，有些情形中接近90°。這樣，對(duì)于一定的發(fā)動(dòng)機(jī)功率來說可使可利用的推力最大化。
在最簡(jiǎn)單的形式中，所述槳葉控制裝置可以包括機(jī)械螺旋角控制裝置，其形式為連接于安裝槳葉的托架裝置的螺旋角控制桿，所述控制桿和托架裝置形成和布置得使控制桿的軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成托架裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)，以便改變其(相對(duì)于推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的)角度或所謂的“螺旋角(pitch)”。安裝推進(jìn)器的軸一般是中空的，螺旋角控制桿設(shè)置在其中。
推進(jìn)系統(tǒng)最好包括至少兩根從船舶船體尾部構(gòu)件向后延伸的軸，每根軸具有裝在其上的上述推進(jìn)器。當(dāng)設(shè)有兩個(gè)推進(jìn)器時(shí)，槳葉螺旋角控制裝置最好可控制每個(gè)推進(jìn)器上的槳葉的螺旋角。所述槳葉控制裝置最好可形成和布置得可以根據(jù)船舶的需要的和／或?qū)嶋H的航向來改變，最好是獨(dú)立地改變每個(gè)推進(jìn)器的槳葉，從而使船舶的航向可以得到控制。這樣就可以避免在船舶上設(shè)置舵。在其最簡(jiǎn)單的形式中，所述槳葉控制裝置可以按照上述方式在兩個(gè)推進(jìn)器的每一個(gè)中設(shè)置一根所述的螺旋角控制桿。
當(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)包括兩個(gè)所述推進(jìn)器時(shí)，各驅(qū)動(dòng)軸通常設(shè)置得以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以便基本抵消推進(jìn)器產(chǎn)生的任何側(cè)向推力。
所述驅(qū)動(dòng)裝置一般包括一根短的萬向驅(qū)動(dòng)軸，以及如果需要的話，一個(gè)減速齒輪箱，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)?；蛘撸?qū)動(dòng)裝置可包括一個(gè)電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)馬達(dá)。
槳葉螺旋角控制裝置最好還可包括一個(gè)智能螺旋角控制系統(tǒng)以便根據(jù)下述因素中的一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)控制槳葉螺旋角船舶的需要速度；船舶的實(shí)際速度；需要的發(fā)動(dòng)機(jī)速度；實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)速度；船舶在水中的位置；以及船舶的需要和／或?qū)嶋H航向。例如，智能螺旋角控制器可以控制每根螺旋角控制桿的軸向運(yùn)動(dòng)，以便改變、最好是獨(dú)立地改變兩個(gè)推進(jìn)器的槳葉的螺旋角，從而提供船舶的轉(zhuǎn)向控制，最好也提供速度控制。螺旋角控制裝置可以方便地包括電氣的或電子的“閉環(huán)”式控制器，該控制器控制螺旋角控制桿的軸向運(yùn)動(dòng)。
智能螺旋角控制器系統(tǒng)也可以控制船舶發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述智能螺旋角控制器系統(tǒng)適于改變槳葉的螺旋角，以便將推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速保持在恒定速度上，最好保持在一個(gè)預(yù)定的恒定速度上，推進(jìn)器設(shè)計(jì)得在船舶高前進(jìn)速度航行時(shí)在該預(yù)定恒定速度下工作。
由于對(duì)任何特定工作條件來說，槳葉都可最佳地取向以產(chǎn)生最大推力，因而這可以補(bǔ)償由于使用具有相對(duì)較窄弦的槳葉而引起的推力損失，從而實(shí)現(xiàn)所要求的相對(duì)較大的槳葉間距與葉弦比值。另外，特別是當(dāng)設(shè)有至少兩個(gè)推進(jìn)器時(shí)，借助上述的槳葉螺旋角控制實(shí)現(xiàn)的無級(jí)變化的正、反驅(qū)動(dòng)使船舶在港口易于調(diào)動(dòng)，并且在高速時(shí)由于沒有舵，因而可以顯著減小阻力。
每個(gè)推進(jìn)器的槳葉數(shù)目一般為每個(gè)推進(jìn)器2至5個(gè)，最好為3或4個(gè)槳葉。在某些情形中也可采用5個(gè)槳葉，以便獲得更平穩(wěn)的驅(qū)動(dòng)。槳葉可沿其長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)推薦不大于25°，最好不大于20°。如果超過20°就會(huì)發(fā)現(xiàn)一般會(huì)產(chǎn)生效率降低。
出于實(shí)際設(shè)計(jì)的考慮，當(dāng)不能將推進(jìn)器緊靠船體尾部構(gòu)件安裝時(shí)，可以附設(shè)裙圍裝置以橋接尾部構(gòu)件和推進(jìn)器之間的間隙。裙圍裝置有助于將流體流指向推進(jìn)器槳葉。
船體的端部輪廓可以選擇性地包括至少一個(gè)凸形的基本呈弓形的凸起，該凸起基本相應(yīng)于所述至少一個(gè)推進(jìn)器的轂的輪廓。所述凸起的弧度可以達(dá)到大約180°。所述至少一個(gè)推進(jìn)器最好在所述端部凸起部分之前設(shè)置在其軸上，使推進(jìn)器對(duì)著船體的所述凸形的端部凸起設(shè)置。
當(dāng)具有本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的船舶是休閑船舶，例如是噴射滑水艇時(shí)，最好設(shè)有包圍推進(jìn)器的防護(hù)裝置，以便為了安全而防止任何障礙物進(jìn)入槳葉之間。
現(xiàn)在對(duì)照以下附圖，以舉例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是設(shè)有控制本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的推進(jìn)系統(tǒng)的船舶的一部分的示意部分側(cè)視圖；圖2的(沿圖6中X-X’線截取的)側(cè)剖圖表示設(shè)有按照本發(fā)明的另一實(shí)施例的船舶的一部分；圖3是裝在圖2所示設(shè)備中的螺旋角控制機(jī)構(gòu)的一部分的后視圖；圖4是圖2所示設(shè)備的端視圖，是從船體的外部看去的，推進(jìn)器被抬起以便沖上岸灘；圖5是圖2所示設(shè)備的端視圖，是從船體內(nèi)部看去的，圖中船舶發(fā)動(dòng)機(jī)(為簡(jiǎn)化)由陰影線表示；圖6是圖2所示設(shè)備的端視圖，是從船體外側(cè)看去的，推進(jìn)器處于其(降下的)工作位置；圖7是按照本發(fā)明另一實(shí)施例的推進(jìn)系統(tǒng)的示意側(cè)視圖；圖8是圖7的推進(jìn)系統(tǒng)的兩個(gè)推進(jìn)器布置的示意端視圖；圖9表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的推進(jìn)系統(tǒng)的機(jī)械式螺旋角控制裝置；圖10(a)是圖1或圖2的推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)器的一部分的側(cè)剖圖；圖10(b)是傳統(tǒng)的可變螺旋角的推進(jìn)器的相應(yīng)部分的側(cè)剖圖；圖11的曲線圖對(duì)比圖1或圖2所示新型推進(jìn)系統(tǒng)(NPS)與傳統(tǒng)的噴射推進(jìn)系統(tǒng)的推力和效率；圖12的示意圖表示在高速下工作的一個(gè)傳統(tǒng)的、固定槳葉螺旋角的、表面推進(jìn)器的兩葉片剖面，圖中以剖面圖表示兩個(gè)漿葉，距推進(jìn)器的中心的半徑為R；圖13的示意圖表示在巡航速度下工作的與圖12的推進(jìn)器的相同的兩槳葉剖面；圖14的示意圖表示在低速下工作的本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)器的兩槳葉剖面，圖中兩個(gè)槳葉是以剖面圖表示的，距推進(jìn)器中心的半徑為R；圖15的示意圖表示在高速下工作的與圖14相同的推進(jìn)器的兩槳葉剖面；圖16的示意圖表示在零推力下工作的與圖14相同的推進(jìn)器的兩槳葉剖面；圖17的示意圖表示在不同的半徑上圖15和16的槳葉之一的剖視圖，從而表示槳葉的扭轉(zhuǎn)；圖18的曲線圖對(duì)比新型推進(jìn)系統(tǒng)(NPS)相對(duì)于速度的效率與現(xiàn)有技術(shù)的劃水式推進(jìn)系統(tǒng)相對(duì)于速度的效率；圖19表示新型推進(jìn)系統(tǒng)(NPS)的效率及所述現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的效率；圖20的框圖表示裝在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的傳動(dòng)控制系統(tǒng)；圖21的曲線圖表示在圖20的系統(tǒng)中，相對(duì)于主節(jié)氣門控制位置q繪制的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置S；圖22的曲線圖對(duì)比發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)速度rd(S)、發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率速度rm(S)和發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率W(S)。
圖23的框圖表示圖20的系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)馬達(dá)一次轉(zhuǎn)速限制器布置；圖24的框圖表示圖20的系統(tǒng)的停機(jī)限制器；
圖25的框圖表示圖20的系統(tǒng)的節(jié)氣門布置；圖26的框圖表示圖20的系統(tǒng)的節(jié)氣門限制器的布置；以及圖27的框圖表示圖20的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制的布置。
為了避免疑惑，應(yīng)該理解本說明書中使用的術(shù)語“槳葉間距(S)”和“葉弦(C)”的定義為葉弦(C)被認(rèn)為是下述直線的長(zhǎng)度，即，該直線在距推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的一個(gè)恒定半徑上，從槳葉的前緣(LE)至有效后緣(TE1)延伸過槳葉的正常浸面。
槳葉的有效后緣(TE1)定義為槳葉空穴(Ca)的前側(cè)面(Ca”)所連接的槳葉的正常浸面的那一邊緣。
槳葉間距(S)被認(rèn)為是從一個(gè)槳葉的弦的中心至下一相鄰槳葉弦的中心測(cè)出的、兩相鄰槳葉之間的轉(zhuǎn)動(dòng)距離。
(在上面定義中使用的括號(hào)中的標(biāo)記取自圖12-16，這些附圖中所示的實(shí)施例在下文中將進(jìn)行詳細(xì)描述。)圖1表示按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例的推進(jìn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在圖1中是以示意部分側(cè)視圖表示的，具有一根從船舶(以剖視圖表示)的船體3的尾部構(gòu)件2向后延伸，一個(gè)劃水式推進(jìn)器4安裝在所述尾部構(gòu)件上，所述推進(jìn)器的特征是相對(duì)較大直徑的轂5，一系列槳葉6安裝在所述轂上，所述槳葉(與傳統(tǒng)的劃水式推進(jìn)器相比較)，其長(zhǎng)度相對(duì)較短且其弦相對(duì)較窄。推進(jìn)器4緊鄰船體3的后緣7安裝，因而它在船舶的使用中在船體后面形成的尾部構(gòu)件空穴中工作。靜止的船體吃水(即，水表面Sw在船體3的底部上方的高度)在圖1中由標(biāo)記Hs代表。推進(jìn)器的轂5的底部與船體3的底部對(duì)準(zhǔn)。如果葉輪可以布置在緊鄰船體后緣之后，那么，一個(gè)裙圍(未畫出)就可以方便地安裝以橋接船體3和槳葉6之間的間隙，從而將流動(dòng)導(dǎo)向槳葉。軸1在一個(gè)軸承箱8中運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承箱則安裝在尾部構(gòu)件2上。軸1通過一個(gè)短的萬向驅(qū)動(dòng)軸9、減速齒輪箱10由內(nèi)燃機(jī)11驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)裝置只是借助一個(gè)實(shí)例示出，可以采用多種其它的驅(qū)動(dòng)裝置。例如，在圖7中畫出一種使用電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)馬達(dá)的簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)裝置(見下文)。
以圖1所示系統(tǒng)為基礎(chǔ)，但是具有兩個(gè)推進(jìn)器的本發(fā)明的實(shí)施例表示在圖2-6中，這些附圖所示的系統(tǒng)包括兩根從船體3的尾部構(gòu)件2向后延伸的對(duì)轉(zhuǎn)軸1，每根軸1裝有一個(gè)劃水式推進(jìn)器4，推進(jìn)器4的特征是相對(duì)較大直徑的轂5，多個(gè)槳葉6可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在轂5上，所述槳葉有相對(duì)較短的長(zhǎng)度和相對(duì)較窄的弦。轂直徑(Hd)與推進(jìn)器直徑(Pd)的比值至少為3．5。槳葉間距與葉弦的比值沿著每個(gè)槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度為至少2．0。推進(jìn)器4緊鄰船體3的后緣7安裝，因而它在尾部構(gòu)件空穴中工作。如上面針對(duì)圖1所述，一個(gè)裙圍(未畫出)可以方便地安裝以橋接船體3和槳葉片之間的間隙，從而將流動(dòng)導(dǎo)向槳葉。槳葉6的螺旋角在正、負(fù)方向上都是可變的。雖然可以構(gòu)想多種用于控制螺旋角的機(jī)械、液壓或電氣裝置，但是用舉例方式圖中畫出一種簡(jiǎn)單的機(jī)械式螺旋角控制裝置。在這種裝置中，由襯套15在中空驅(qū)動(dòng)軸1中安裝的控制桿14驅(qū)動(dòng)借助雙向推力軸承17安裝在控制桿上的凸輪板16。槳葉6借助螺栓固定在托架18上，所述托架借助密封推力和徑向軸承19可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在推進(jìn)器的轂5中。凸輪隨動(dòng)件20安裝在托架18的內(nèi)端上，控制桿14的軸向運(yùn)動(dòng)可引起托架18的轉(zhuǎn)動(dòng)。軸1在齒輪箱內(nèi)的軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承箱21撓性地安裝在尾部構(gòu)件2上。所述軸承箱之一裝有一對(duì)換向齒輪22，23。一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪28直接用螺栓緊固在內(nèi)燃機(jī)11(見圖5)的飛輪29上。裝配在輸入軸25上的輪26將動(dòng)力傳至齒輪箱21。右側(cè)齒輪箱具有一根副軸30，因而右側(cè)和左側(cè)推進(jìn)器以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪箱21通過撓性環(huán)形安裝件31安裝在尾部構(gòu)件2上，所述安裝件31裝在緊固在尾部構(gòu)件2上的環(huán)形構(gòu)件32內(nèi)。撓性安裝件31用于接受推進(jìn)器4的推力。齒輪箱21可擺動(dòng)地裝在一個(gè)殼體33上，該殼體剛性地固定在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪外殼34上，因而齒輪箱可向上擺動(dòng)，使船舶可以沖上岸灘(圖4)。襯套35，36，37布置在外殼34和齒輪箱21之間以減小摩擦。為此目的可以設(shè)置致動(dòng)器(未畫出)。這種驅(qū)動(dòng)裝置只是以舉例方式畫出的，可以構(gòu)想許多其它單一的或復(fù)式的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
在圖2-6所示的本發(fā)明實(shí)施例中，船體3具有兩個(gè)弓形凸起(每個(gè)凸起具有約為120°的弧)，每個(gè)弓形凸起基本對(duì)應(yīng)于兩個(gè)推進(jìn)器之一的轂(圖4)。由于每個(gè)推進(jìn)器的轂對(duì)著各自的船體凸起設(shè)置，因而這種布置可增加推進(jìn)器在水下掃過的面積。在某些情況下，這可以提高推進(jìn)器的效率。但是，顯然這種船體輪廓對(duì)于很高速度滑行的船舶并不實(shí)用，因而對(duì)于這種船舶來說，在船體3中將不設(shè)置這種類型的凸起。
在圖7和8中表示一種推薦形式的驅(qū)動(dòng)裝置，其用于小型船舶(例如噴射滑水艇)或用于需要沖上岸灘的船舶。這種驅(qū)動(dòng)裝置具有一個(gè)直接安裝在電機(jī)軸12上的葉輪4，一個(gè)電機(jī)殼13安裝在船體3的尾部構(gòu)件2上。電機(jī)軸12最好是中空的，以便可以使槳葉螺旋角控制桿14穿過。(但是，由于這種驅(qū)動(dòng)裝置是可變速和逆向的，因而在某些情形中槳葉可以是固定螺旋角的。)在這個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)金屬或塑料護(hù)板38圍繞每個(gè)推進(jìn)器圓周的下部安裝，一個(gè)進(jìn)口網(wǎng)39和一個(gè)出口網(wǎng)40分別裝在護(hù)板前后，它們用于防止傷害，也用作整流器。網(wǎng)可以是蜂窩狀或環(huán)狀或任何其它適當(dāng)形狀。
雖然具有雙或多驅(qū)動(dòng)裝置的船舶可以借助裝在推進(jìn)器后面的舵轉(zhuǎn)向，但是，一個(gè)更有效的裝置或轉(zhuǎn)向裝置可以差動(dòng)地驅(qū)動(dòng)螺旋角控制裝置，因而使向著所需要的轉(zhuǎn)彎的外部的推進(jìn)器以大于轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的推進(jìn)器的螺旋角工作。對(duì)于急轉(zhuǎn)彎及對(duì)于準(zhǔn)靜止調(diào)動(dòng)來說，內(nèi)側(cè)的推進(jìn)器可以用相反的螺旋角工作。雖然對(duì)于較大的船舶來說，螺旋角控制的液壓或電致動(dòng)將是有利的(下文將要講到)，但是，可以采用一種簡(jiǎn)單的機(jī)械式裝置，使用螺旋角控制桿，這是對(duì)照?qǐng)D9描述的。例如，分別用于兩個(gè)推進(jìn)器(未畫出)的兩個(gè)螺旋角控制桿14可以在其內(nèi)側(cè)端裝有凸輪隨動(dòng)輥101，所述隨動(dòng)輥由兩個(gè)凸輪板102驅(qū)動(dòng)，所述凸輪板在殼體103中被強(qiáng)制滑動(dòng)，殼體103固定在齒輪箱殼體21上或固定在圖7-8的實(shí)施例的電動(dòng)或液壓馬達(dá)13上。殼體103最好由一個(gè)罩(未畫出)密封。凸輪板102借助推拉控制纜104連接于一個(gè)轉(zhuǎn)向和螺旋角控制綜合機(jī)構(gòu)105。
螺旋角控制機(jī)構(gòu)具有一個(gè)繞軸線107樞轉(zhuǎn)的桿106，其上固定一根桿108?？刂茥U109將桿108可擺動(dòng)地連接于一個(gè)托架110，控制纜104的外套固定在該托架上。托架110在一殼體111內(nèi)被強(qiáng)制滑動(dòng)。桿106在圖中處于空檔。桿在圖9中箭頭F的方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)將移動(dòng)托架110，引起兩根纜104相等的伸展，從而引起凸輪板102在箭頭FC的方向上的移動(dòng)，以及兩根螺旋角控制桿14在箭頭FP的方向上的移動(dòng)。桿106在箭頭R的方向上的運(yùn)動(dòng)將引起相反的效果。一個(gè)摩擦板17可擺動(dòng)地裝在桿106上，鎖緊固定在殼體111上的扇形體116，以防止轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的反作用力改變螺旋角控制的調(diào)整。一個(gè)空檔止動(dòng)位置118設(shè)置在扇形體116上。
方向盤112(以點(diǎn)劃輪廓線表示)裝在一根軸113上，軸113在固定在殼體111內(nèi)的軸承中自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)在轉(zhuǎn)向軸113上的小齒輪114驅(qū)動(dòng)一個(gè)齒輪115，裝在內(nèi)部纜104的端部上的球窩接頭104a，104b固定在齒輪115上。方向盤的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)引起齒輪114的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使球窩接頭104b的縮回和球窩接頭104a的伸展，從而導(dǎo)致螺旋角控制桿14在右舷側(cè)上的沿箭頭FP方向的，以及在左舷側(cè)的反向的運(yùn)動(dòng)。
由于螺旋角控制和轉(zhuǎn)向調(diào)整，纜的伸展增加，因而必須通過凸輪板102的圖示輪廓來限制螺旋角控制桿14的行程。殼體111可以方便地裝有一個(gè)罩(未畫出)。
應(yīng)注意的是，上述推進(jìn)系統(tǒng)具有驅(qū)動(dòng)軸穿過尾部構(gòu)件的簡(jiǎn)單通道，因此，軸密封件只承受小的壓力頭，而且在許多情形中可以設(shè)置在船舶靜止水線的上方。另外，只需要最小量的齒輪傳動(dòng)裝置，推進(jìn)器軸在低摩擦滾動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，無需外部水潤(rùn)滑軸承。另外，推進(jìn)器緊鄰船體后緣安裝，這意味著甚至在船舶低速下水面相對(duì)較低時(shí)，它也可在船體的均勻尾流場(chǎng)中運(yùn)轉(zhuǎn)。
新型推進(jìn)器的另一優(yōu)點(diǎn)在于，由于大的轂直徑，支承槳葉托架18的軸承19a，19b的間距A可以間隔較寬，如圖10(a)所示。上述軸承必須承受很高的推力和槳葉16產(chǎn)生的提升負(fù)載L引起的力矩，以及控制桿14上的控制力。這種布置可以采用滾針軸承或其它滾動(dòng)軸承。推力軸承19c承受較小的離心負(fù)載PC。另外，高效的形成空穴的部分具有一個(gè)提升中心，其通常稍許在弦線中點(diǎn)后面。槳葉可以布置得使提升中心位于槳葉的擺動(dòng)軸線上。所形成的控制力低，因而減小控制系統(tǒng)的功率。
對(duì)比而言，在圖10(b)所示的傳統(tǒng)的可變螺旋角推進(jìn)器中，槳葉托架18是由推力和軸頸滑動(dòng)綜合軸承19支承的。對(duì)于這種情形來說，軸頸軸承支承提升負(fù)載L和控制桿上的控制力，而推力軸承承受提升負(fù)載L產(chǎn)生的力矩和離心力PC。顯然，較小的間距A將導(dǎo)致較大的力，所述較大的力是槳葉產(chǎn)生的高力矩引起的，而且這一點(diǎn)再加上顯著較高的摩擦力將導(dǎo)致控制力的大小至少高于新型推進(jìn)器。這一點(diǎn)進(jìn)一步被下述情況加劇壓力中心大至在25％弦點(diǎn)上，因而提升中心通常不能設(shè)置在擺點(diǎn)軸線上?；瑒?dòng)軸承引起的大的力和固有的“爬行(stick-slip)”導(dǎo)致高的控制系統(tǒng)功率及顯著的滯后作用。
由于螺旋角可以受到最佳控制，與固定螺旋角的推進(jìn)器相比，槳葉的選擇變得不那么關(guān)鍵了，在負(fù)荷和非負(fù)荷狀態(tài)之間的性能變化等顯著減小。這是一個(gè)主要因素，因?yàn)橥七M(jìn)器的選擇是一種不明確的技術(shù)，大多數(shù)正在使用的船舶都安裝著遠(yuǎn)非最佳的推進(jìn)器。推進(jìn)器往往必須在試用和誤差法的基礎(chǔ)上加以選擇。另外，由于通過本發(fā)明可以最佳地控制螺旋角，因而只需要有限范圍的更換葉片來覆蓋廣泛的應(yīng)用范圍，從而與傳統(tǒng)的推進(jìn)器相比減少了庫存成本。
對(duì)于一定尺寸／類型的船舶來說，與現(xiàn)已公知的推進(jìn)器相比，這種推進(jìn)器也相對(duì)較大。例如，對(duì)于一個(gè)快速(40節(jié))的30，000噸貨輪來說，(在槳葉尖端上)推進(jìn)器的直徑可以大約為10．8m，其轂的直徑大約為4．3m(靜止船體吃水約為4m)。這種船的傳統(tǒng)的浸入式推進(jìn)器一般具有8m的推進(jìn)器直徑，轂直徑為1m。類似地，對(duì)于一只35節(jié)的休閑漁艇來說，本發(fā)明的推進(jìn)器具有大約530mm的推進(jìn)器直徑和195mm的轂直徑(靜止船體吃水為200mm)，而對(duì)于相同船舶的傳統(tǒng)的浸入式推進(jìn)器則具有330mm的推進(jìn)器直徑和90mm的轂直徑。對(duì)于小的輕型水上飛艇來說，本發(fā)明的推進(jìn)器具有大約385mm的推進(jìn)器直徑和192．5mm的轂直徑(靜止船體吃水為25mm)，而傳統(tǒng)的用于這種船的表面推進(jìn)器則具有大約200mm的推進(jìn)器直徑和50mm的轂直徑。
對(duì)于上述快速貨輪來說，按照本發(fā)明的推進(jìn)器槳葉的扭轉(zhuǎn)為大約18．7°，比值(S／C)從槳葉根部的2．18增加至槳葉末端的5．17，弦(C)增加至槳葉長(zhǎng)度的75％并向著末端減小。
對(duì)于35節(jié)的漁艇來說，(按照本發(fā)明的推進(jìn)器的)槳葉的扭轉(zhuǎn)也許達(dá)到25°，比值S／C從根部的3．18，通過推進(jìn)器直徑的60％處的4．45，增加至槳葉末端的8．75，弦(C)再次增加至槳葉長(zhǎng)度的75％，并向著末端減小。對(duì)于輕型水上飛艇來說，槳葉的扭轉(zhuǎn)也許為大約12．8°，比值S／C從根部的3．6，通過推進(jìn)器直徑的75％處的5．44，增加至槳葉末端的6．99。
推進(jìn)器直徑大且位置靠近船體的后緣，這意味著即使當(dāng)船舶靜止或倒退移動(dòng)時(shí)，由槳葉掃過的表面的一部分仍在水面上方，因而圍繞槳葉的通風(fēng)的空泡流可以保持在這種狀態(tài)下-因而為緊湊調(diào)動(dòng)及在靜止時(shí)推進(jìn)器可以繼續(xù)以其最大速度轉(zhuǎn)動(dòng)。這種被保持的空泡流也可減輕對(duì)離合器聯(lián)結(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置的需要。槳葉可保持在空檔位置上，使每個(gè)槳葉在前一槳葉形成的空穴中運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可以保持可靠的空檔。連接于GPS接收器的電子／液壓或電子／電氣控制系統(tǒng)也可用來使船舶可以保持在一個(gè)地文靜止位置上。
直徑大的事實(shí)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)器來說也增加了掃過面積，同時(shí)減小了吃水。這個(gè)特征可顯著減少滑動(dòng)(從而增加效率)。在裝有兩個(gè)推進(jìn)器的推薦情形中這是特別顯著的。(當(dāng)在尾部安裝時(shí)，對(duì)推進(jìn)器直徑幾乎沒有具體限制)。
船舶可以從靜止以最大的發(fā)動(dòng)機(jī)速度以及通過大的推進(jìn)器直徑加速，以及槳葉可以對(duì)于任何特定狀態(tài)最佳地取向，這些情況意味著槳葉可以是低弦的，而且升力系數(shù)可以保持在中等水平上。這就克服了傳統(tǒng)的劃水式推進(jìn)器的重大缺陷，每個(gè)槳葉相對(duì)于前一槳葉后的空穴的間距可以相對(duì)較大。另外，與其它推進(jìn)系統(tǒng)比較，低速推力格外高，而且在中等速度時(shí)(見下文)，這種中等速度可以相應(yīng)于滑行速度(on-the-plane speed)特定，推力顯著高于其它推進(jìn)系統(tǒng)。這在圖11中表示，圖11是一曲線圖，它對(duì)比如上所述的新型推進(jìn)系統(tǒng)(NPS)及一種典型的噴射推進(jìn)系統(tǒng)的推力和效率。
螺旋角控制機(jī)構(gòu)得到的無級(jí)變化的正、反驅(qū)動(dòng)可在港口易于調(diào)動(dòng)，在高速時(shí)，由于沒有舵，使阻力顯著減小，推進(jìn)器、發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置的安裝長(zhǎng)度可以顯著低于其它推進(jìn)系統(tǒng)，重量也可以降低。重量分布對(duì)于快速船舶來說是理想的。制造成本類似于傳統(tǒng)的推進(jìn)器和軸布置，顯著地低于Z型傳動(dòng)或噴水推進(jìn)。
現(xiàn)在對(duì)照?qǐng)D12-17描述傳統(tǒng)表面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的某些問題和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，以便于理解上述推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)越性。
圖12和13表示公知的傳統(tǒng)劃水式推進(jìn)器，其中，特定直徑上的剖面被展平地表示出來。槳葉是固定螺旋角的，與推進(jìn)器的縱軸線傾斜β角，并且具有葉弦C和槳葉間距S，其中，比值S／C是一致的。在每種情形中畫出兩個(gè)完全浸入的槳葉，略去了部分或未浸入的槳葉。由每個(gè)槳葉形成的槳葉空穴具有一個(gè)后側(cè)面，該后側(cè)面是在水與槳葉前緣LE脫開處形成的一個(gè)汽／液界面Ca’限定的，還具有一個(gè)前側(cè)面，該前側(cè)面是由水與槳葉的有效后緣TE1脫開處形成的另一個(gè)汽／液界面Ca”限定的。從每個(gè)浸入的槳葉前緣LE延伸至有效后緣TE1的表面是完全浸濕的，而從每個(gè)槳葉的前緣LE延伸至(實(shí)際)后緣TE2的后表面只與在槳葉空穴Ca中的汽／空氣混合物接觸。沿浸濕表面LE-TE1的壓力系數(shù)分布P在靠近前緣的一個(gè)停滯點(diǎn)有一個(gè)尖銳的峰值P1，靠近后緣還有一個(gè)較寬的峰值P2。圖12和13中所示的壓力系數(shù)分布是針對(duì)一種高效槳葉形狀的，其中，壓力中心顯著向著槳葉的有效后緣TE1。較低效的槳葉形狀顯示一個(gè)較不明確副峰值P2，或者可能根本沒有副峰值P2。Va是通過由槳葉掃過區(qū)域的軸向速度，是船舶速度和滑動(dòng)(或推進(jìn)器產(chǎn)生的附加軸向速度)的總和。U是由于槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)引起的槳葉切向速度和進(jìn)水的旋渦速度之間的切向速度差。得到的相對(duì)速度是V。升力L和跨距增量部分δH產(chǎn)生的阻力D由下式計(jì)算L=ρW·(V2／2)·CL·C·δHD=L／(CL／CD)其中ρW是水的密度，CL是局部三維升力系數(shù)，CL／CD是局部升力系數(shù)與阻力系數(shù)之比值，C是葉弦。
由上述增量部分產(chǎn)生的推力T和可吸收的功率W由下式計(jì)算T=L·sin(β)-D·cos(β)W=U·[L·sin(β)+D·cos(β)]圖12表示在高功率下及在相對(duì)較低船速下，但在已經(jīng)形成完全的槳葉氣流(full ventilation of blades)之后工作的推進(jìn)器。在這種情形中，Va的值低，如果推進(jìn)器不在(導(dǎo)致高功率吸收的)格外大的沖角(angle of attack)下工作，U值肯定也低，因而得到相對(duì)速度V值也低。對(duì)于在低U值下的高功率來說，升力L值肯定高，當(dāng)V值也低時(shí)，CL值肯定高。綜合效果是，空泡數(shù)將高，空穴Ca很厚。在這些條件下，升力與阻力的比值下降，因而槳葉產(chǎn)生相當(dāng)大的阻力。
從圖12可以看出，由槳葉6產(chǎn)生的(由壓力系數(shù)曲線p表示的)升力由于下述情形而減小它是在緊靠空穴壁Ca’作用的，這將導(dǎo)致該壁的變形。這將導(dǎo)致減小升力L，而對(duì)于恒定輸入功率來說，阻力D將進(jìn)一步增加，從而導(dǎo)致推力顯著降低。升力降低及空穴壁變形的程度取決于局部流體流T與空穴厚度的比值T’。在槳葉間隔相對(duì)較緊密及空穴相對(duì)較厚的條件下(象在傳統(tǒng)系統(tǒng)中那樣)，由以上條件引起的推力下降可能很大。
低U值對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和產(chǎn)生的推力的作用在相當(dāng)程度上取決于船體后部和推進(jìn)器之間的距離。在圖12所示的固定螺旋角推進(jìn)器緊靠船體3的后緣7布置的情形中，船體起到導(dǎo)流的作用，推進(jìn)器的進(jìn)口跟隨船體縱向輪廓。在這些條件下，進(jìn)水的旋渦速度為零，U值單獨(dú)由推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速控制。大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速下提供小的功率，在這些情況下，沖角將增大，直至所提供的發(fā)動(dòng)機(jī)功率被吸收。發(fā)動(dòng)機(jī)將工作而推進(jìn)器提供小的推力，船舶將不能增速。
因此，大多數(shù)表面驅(qū)動(dòng)裝置將推進(jìn)器設(shè)置得顯著在船體3的后緣7的后面，例如，將推進(jìn)器布置在尾部構(gòu)件后面船舶長(zhǎng)度的至少5％-10％處，和／或布置在船舶尾部構(gòu)件后面一個(gè)推進(jìn)器直徑的35％至180％的距離處。在這樣的布置中，水可以打旋渦，使推進(jìn)器對(duì)于一定U值來說可以更快地運(yùn)轉(zhuǎn)。這又能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)提供更大的功率，不過甚至在這種情形中，加速也不夠良好，而產(chǎn)生相當(dāng)大的攪動(dòng)損失。
圖13表示在巡航速度下的推進(jìn)器的相同剖面。在這種情形中，沖角和升力系數(shù)下降顯著，U、Va和V的值相當(dāng)高，因而空泡數(shù)(σ)顯著減少，空穴Ca顯著較薄。在任意點(diǎn)相對(duì)于空穴厚度T’的流體流厚度T顯著下降，因而升力的下降、空穴壁Ca’的變形及阻力的增加也顯著減小。
由于減小的空泡數(shù)(σ)、沖角及跟隨的槳葉產(chǎn)生的升力引起的空穴壁Ca’的變形，在后緣TE2處的空穴厚度，在設(shè)計(jì)速度左右的速度下，低的空泡數(shù)和低的沖角導(dǎo)致薄的空穴，在空穴后界面和槳葉后緣之間間隙很小。在稍高于設(shè)計(jì)速度的某一速度下，后繼槳葉的壓力分布將使所述空穴界面變形，再次接合槳葉后表面(LE-TE2)，從而導(dǎo)致阻力急劇增加。這就說明了對(duì)于固定螺旋角的推進(jìn)器來說在高于設(shè)計(jì)速度時(shí)效率迅速下降的原因。
按照本發(fā)明的改進(jìn)的推進(jìn)器的低速情形表示在圖14中。在圖示情形中，葉弦C小且間距S很大，因而比值S／C可以為2．3或更大，這取決于所需要的性能特性。槳葉螺旋角(β)顯著高于固定螺旋角的槳葉，在低速下可達(dá)78°至80°。這樣就能夠保持高的不變切向速度U，因而使相對(duì)速度V也高，因而升力也可以高，無需使槳葉在過大沖角下運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生大的損失。這樣可導(dǎo)致相對(duì)較低的空泡數(shù)(σ)，并且空穴厚度仍然較小?，F(xiàn)在，跟隨的槳葉62在前一槳葉61后面一些距離，這使空穴在跟隨葉片62產(chǎn)生的壓力場(chǎng)P的影響下發(fā)生彎曲，所產(chǎn)生的在任何點(diǎn)處的流體流厚度T與空穴厚度T’的比值，與圖17所示情形，有顯著改善。壓力系數(shù)曲線P的變形和產(chǎn)生的損失很顯著地減小。這種結(jié)構(gòu)的推進(jìn)器可以有利地緊靠船體3的后緣7設(shè)置，(由于前述原因而提供改善的性能)，這是由于無需旋渦速度來對(duì)準(zhǔn)進(jìn)入推進(jìn)器的水流。
對(duì)于這種情形來說，升力L高，阻力D低，角β接近90°。根據(jù)上述的吸收功率和推力的公式，顯然這種布置可以對(duì)于一定的功率使推力最大化，而且由于發(fā)動(dòng)機(jī)可以布置得在最佳速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，全部發(fā)動(dòng)機(jī)功率可被吸收而沒有攪拌或其它重大損失。
這種推進(jìn)器的高速情形表示在圖15中，從該圖可以看出，由于高的比值T／T’，壓力系數(shù)分布P很少受到前一槳葉后的空穴的影響。槳葉可以在高的恒定U值下工作，槳葉的角β可以在任何設(shè)計(jì)條件下最佳化而給出最佳的推力。由于顯著在前一槳葉后緣后面工作的跟隨槳葉的壓力場(chǎng)，再加上槳葉角可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)流動(dòng)狀態(tài)，因而上部空穴Ca’與槳葉的后表面LE-TE2的再次連接可以被延遲，從而可以有一個(gè)較寬的工作范圍。
圖16表示用于獲得零推力的原理，其中，每個(gè)槳葉是在前一槳葉后面的空穴中工作的。雖然100％的空檔要求連接于GPS系統(tǒng)或連接于推力傳感器的有效控制裝置，但是，由于接近厚空穴，因而在平衡的推力位置任一側(cè)的小偏差的凈推力是很小的。由于圖17所示槳葉的扭轉(zhuǎn)，槳葉的內(nèi)、外極限將產(chǎn)生小量的平衡的正和負(fù)推力。
圖18表示按照本發(fā)明的推進(jìn)器和US3，938，463中所述公知的那種傾斜(固定的幾何形狀的)推進(jìn)器的預(yù)示的效率曲線。兩種系統(tǒng)對(duì)于80節(jié)最大速度是最佳化的。圖18顯示兩個(gè)效率的比值，該比值清楚地表明，鑒于新型推進(jìn)器的最大效率比傾斜推進(jìn)器在設(shè)計(jì)速度下高8％，在其它速度下，該差值將更為顯著。在滑行速度下的效率對(duì)滑行船舶來說是特別重要的，這里，US3，938，463的推進(jìn)器顯然只有新型推進(jìn)器的效率的50％。
按照本發(fā)明的上述實(shí)施例提供的對(duì)高速船舶效率的很顯著的改善使得對(duì)于相同的性能來說，可以安裝顯著較小(和輕輕型)的發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)燃料消耗的顯著節(jié)省進(jìn)一步減小了船舶的重量，以及安裝和操作成本。這種簡(jiǎn)單的布置減少了保養(yǎng)工作，并提高了可靠性。在大多數(shù)情形中，槳葉可以單獨(dú)地改變，推進(jìn)器可以轉(zhuǎn)動(dòng)而使得這種工作可以在水面上方進(jìn)行。這對(duì)于大型商業(yè)船舶來說是特別重要的，這是由于大型商業(yè)船舶的推進(jìn)器通常是在干船塢中進(jìn)行的，而且新型推進(jìn)器的制造時(shí)間要求儲(chǔ)備推進(jìn)器經(jīng)常保存在船上。
另外，由于被船體“遮蔽”，與其理論直徑相比較推進(jìn)器的轂的直徑可以勉強(qiáng)地減小，因而由于槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)引起的轂的形狀的任何改變，其影響都被減小了。
為了獲得需要時(shí)的最大推力或最大工作效率等，改變槳葉的螺旋角顯然是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)重要方面。下面將對(duì)照?qǐng)D20-27詳述適用于按照本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的、用于實(shí)現(xiàn)智能槳葉螺旋角控制的一種智能傳動(dòng)控制器系統(tǒng)。
圖20示意地表示雙柴油發(fā)動(dòng)機(jī)船舶的一種控制系統(tǒng)，其中，每個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)葉輪推進(jìn)器，(為了清楚起見)圖20只畫出一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)和一個(gè)推進(jìn)器。兩個(gè)推進(jìn)器的轉(zhuǎn)動(dòng)是相反的。每個(gè)推進(jìn)器的槳葉的螺旋角被一個(gè)電致動(dòng)器改變，所述電致動(dòng)器裝有一個(gè)反饋裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門也由帶有位置反饋的致動(dòng)器控制。每個(gè)可變速的發(fā)動(dòng)機(jī)是獨(dú)立被控制的。變量q 主節(jié)氣門控制位置u 副節(jié)氣門控制位置s 發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置p 螺旋角r(s)測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)速度rd(s) 控制的發(fā)動(dòng)機(jī)速度rm(s) 對(duì)于在S下的最大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)速度r’ 發(fā)動(dòng)機(jī)加速度(dr／dt)W(s)在r(s)下的最大功率輸出Wmax，r(Wmax) 最大功率，在最大功率下的發(fā)動(dòng)機(jī)速度powerdir=±1 向前或倒退運(yùn)動(dòng)±φ方向盤與直線航行所成的角度向前航行v 船舶速度以上變量用在圖19-26中。功能控制方式這種傳動(dòng)控制器以三種基本控制方式工作。
1．發(fā)動(dòng)機(jī)速度和船舶速度從屬地被控制在這種情形中，船舶和發(fā)動(dòng)機(jī)速度、加速度、正／倒運(yùn)動(dòng)及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載都是使用發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制裝置控制的。
2．發(fā)動(dòng)機(jī)速度和船舶速度獨(dú)立地被控制在這種方式中，使用單獨(dú)的節(jié)氣門控制裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)至某個(gè)需要的值。船舶速度、加速度和方向，以及發(fā)動(dòng)機(jī)的可能的過載是通過改變推進(jìn)器的螺旋角而控制的。這種控制方式的典型實(shí)例可以是2．1．為了在港口中調(diào)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度可被調(diào)節(jié)至某一個(gè)值，在該值下對(duì)于所有預(yù)期的調(diào)動(dòng)來說可以得到足夠的功率。
2．2．在巡航狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)速度可以調(diào)節(jié)至燃料消耗的某一最佳值，或者是為了滿足特定的噪音或振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。
2．3．對(duì)于動(dòng)力船舶來說，最大功率發(fā)動(dòng)機(jī)速度可被選擇，以便一直提供最大加速度。
3．混合式控制在方式2中，如果螺旋角被調(diào)節(jié)至一個(gè)會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過載的值，則螺旋角被減小以防止發(fā)生這種現(xiàn)象。在混合式控制方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)速度在這種情形中被增加。
控制系統(tǒng)具有一個(gè)桿式控制器，在方式1中，它調(diào)節(jié)兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門裝置，(因而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度及推進(jìn)器螺旋角裝置)，以及方向(前進(jìn)或倒退)。
在方式2和3中，一個(gè)單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制裝置調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置，而一個(gè)桿式控制裝置控制螺旋角和方向(前進(jìn)或倒退)。在方式3中，如果需要將控制桿調(diào)節(jié)得使發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門所設(shè)定的速度，那么，一個(gè)桿式控制裝置也控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度。節(jié)氣門控制裝置節(jié)氣門，q，按照下式控制在發(fā)動(dòng)機(jī)S下的加速器輸入(化油器蝶形閥、柴油泵齒條或電子輸入)S=f(q)其中，f是某個(gè)需要的函數(shù)。圖21所示的一種可能的函數(shù)是S=max(Smin，｜q｜)在S下，發(fā)動(dòng)機(jī)最佳地被控制以便在需要的速度rd下工作，并且在rm的發(fā)動(dòng)機(jī)速度下給出最大的功率Wmax。取決于工作條件范圍，為了使可用功率最大化，同時(shí)保持足夠的動(dòng)儲(chǔ)量，或者為了在不同的加載／海洋狀態(tài)中使效率最大化，可能要求多于一條“rd對(duì)S”曲線。
發(fā)動(dòng)機(jī)在rm的發(fā)動(dòng)機(jī)速度下提供其最大功率W。圖22表示對(duì)比rm(S)、W(S)和rd(S)的曲線圖。
為了將發(fā)動(dòng)機(jī)速度控制在其受控值rd上，測(cè)出的速度r和受控速度之間的差被反饋至螺旋角控制器中(如圖20所示)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)得太快，螺旋角被增大，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)加載，使其降速。如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度太低，螺旋角減小，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載減小，使發(fā)動(dòng)機(jī)速度增加。
在能夠獨(dú)立控制馬達(dá)和船速的情形中，馬達(dá)速度作為副節(jié)氣門u的函數(shù)rd=rd(f(u))而被調(diào)節(jié)。主節(jié)氣門則減小或增加發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置，使推進(jìn)器的螺旋角可減小或增加，同時(shí)保持恒定的馬達(dá)速度rd。
為了在恒定的馬達(dá)速度下改變功率，我們需要在恒定速度下節(jié)氣門對(duì)功率調(diào)整裝置的數(shù)據(jù)。這呈現(xiàn)一系列曲線的形式，這可以從馬達(dá)制造廠商的數(shù)據(jù)中推出。我們也需要具有與推進(jìn)器螺旋角變化相關(guān)的消耗功率的變化的估計(jì)值。這些特征可以保持在螺旋角和節(jié)氣門估算器中(見圖20)。由于任何誤差可以被馬達(dá)速度-螺旋角反饋所修正，因而不需要很大的精確度，正常設(shè)計(jì)條件(rd，S)下的一組值就足夠了。
如果一個(gè)規(guī)定的速度rmax被超過的話，最大馬達(dá)速度通過迅速減小節(jié)氣門調(diào)整而得到限制。這示意地表示在圖23中。節(jié)氣門的減小速率K被設(shè)定得較高。如果在任何節(jié)氣門位置S上被控制的發(fā)動(dòng)機(jī)速度rd下降得低于最大功率速度rm，那么，發(fā)動(dòng)機(jī)將容易失速。因此，使用圖24中所示的失速限制器裝置將槳葉螺旋角限制在一個(gè)由rm和r限定的最大值上，以便避免失速。
節(jié)氣門Si也必須保持在其工作范圍內(nèi)，這是在節(jié)氣門限制器的輸出端核查的。限制只能在轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生，因而殘留節(jié)氣門ΔSij(計(jì)算的和被限制的節(jié)氣門之間的差)被反饋至另一發(fā)動(dòng)機(jī)以保持轉(zhuǎn)彎能力(以前進(jìn)速度為代價(jià))。(下標(biāo)i是指圖20中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，而下標(biāo)j是指兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的另一個(gè))。節(jié)氣門裝置和節(jié)氣門限制器裝置分別示意地表示在圖25和26中。
采用螺旋角的馬達(dá)速度控制裝置被布置得具有對(duì)于節(jié)氣門變化的良好的階躍響應(yīng)。從發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器特性推出的節(jié)氣門響應(yīng)將提供船舶加速度，同時(shí)馬達(dá)可以改變速度。
通過在控制系統(tǒng)中加入對(duì)加速度的測(cè)量和估算，可以限制最大線性加速度。轉(zhuǎn)向控制(圖27)為了使船舶轉(zhuǎn)向，施加在內(nèi)側(cè)推進(jìn)器上的功率必須相對(duì)于施加在外側(cè)推進(jìn)器上的功率被減小。這是通過相對(duì)于內(nèi)側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)改變外側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制速度，或是通過增加外側(cè)推進(jìn)器的螺旋角，同時(shí)減小內(nèi)側(cè)推進(jìn)器的螺旋角，或是通過發(fā)動(dòng)機(jī)速度和螺旋角變化的組合而完成的。
在這種情形中，如果下標(biāo)1和2分別是指內(nèi)、外側(cè)推進(jìn)器，那么，只要將增量節(jié)氣門調(diào)整ΔS1，ΔS2加在輸入節(jié)氣門調(diào)整S上，以及將ΔP1，ΔP2加在輸入螺旋角調(diào)整p上就足夠了，從而使改變的馬達(dá)功率被每個(gè)推進(jìn)器消耗的功率所吸收，并使馬達(dá)速度保持不變。
S1=｜S-ΔS1｜，S2=｜S+ΔS2｜P1=｜P-ΔP1｜，P2=｜P+ΔP2｜其中ΔS=FS(φ，r)，ΔP=FP(S，Δs)其中，F(xiàn)S，F(xiàn)P是馬達(dá)和推進(jìn)器特性的函數(shù)。
在大多數(shù)情形中，在低速下ΔS1≈ΔS2，而在高速下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線的非直線性，ΔS1＞ΔS2。在低速下，項(xiàng)(S-ΔS1)可能變成負(fù)值，這是一種非真實(shí)狀態(tài)。在這種狀態(tài)中，dir(方向)的符號(hào)將改變，導(dǎo)致螺旋角變化，從而導(dǎo)致負(fù)推力，S1=｜S-ΔS1｜的值仍為正。
在控制環(huán)中包括加速度的測(cè)量或估算，這可以限制偏航角速度。方式控制除了上述基本方式外，還可使用下述方式1．緊急控制這種控制系統(tǒng)包括為乘客舒適的最大線性和偏航加速度。在緊急調(diào)動(dòng)的情形中，上述限制需要被超越。
2．船速控制需要的船速被選擇。測(cè)量的船速和選擇的船速之間的誤差被反饋到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中，以便保持所需要的船速。
3．動(dòng)態(tài)位置(DP)控制船速和航向受到控制。
在發(fā)動(dòng)機(jī)或推進(jìn)器的控制器完全失效的情形中，機(jī)械控制裝置可以用來直接控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置或推進(jìn)器螺旋角。在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)或推進(jìn)器失效的情形中，需要使用緊急舵來保持航向。在這種情形中，一個(gè)剩下的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器只提供速度和縱向控制。控制系統(tǒng)如上所述，圖20只表示單一發(fā)動(dòng)機(jī)和單一推進(jìn)器的控制系統(tǒng)。來自節(jié)氣門限制器的殘余節(jié)氣門信號(hào)ΔS12被反饋到相反的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的ΔS2信號(hào)附加器中，ΔS21信號(hào)是從相反的節(jié)氣門限制器返回到圖示的ΔS1信號(hào)附加器中的信號(hào)。
顯然可對(duì)上述各實(shí)施例進(jìn)行各種變化而并不超出本發(fā)明的范圍。例如，在有些情形中，槳葉間距與葉弦的比值S／C沿著每個(gè)槳葉長(zhǎng)度的一小部分可以小于2．0。在某些情形中，槳葉長(zhǎng)度的10％可具有小于2．0的比值S／C。例如，在一種可能的實(shí)施例中，比值(S／C)在槳葉根部小于2．0，最好在1．7-2．0的范圍內(nèi)。對(duì)于在相對(duì)較重型的、半滑行的船舶中使用的推進(jìn)器尤其是這樣。對(duì)于這樣的船舶，為了獲得船舶的需要的巡航速度，其它的限制因素，例如船體尾部構(gòu)件尺寸及需要的通過推進(jìn)器的流動(dòng)面積顯然可以意味著所選擇的比值S／C一般需要小于那些用于高速滑行船舶的推進(jìn)器的比值S／C。
對(duì)于高速滑行船舶來說，比值S／C沿著槳葉長(zhǎng)度的95％或更多，一般總是至少為2．0。
權(quán)利要求
1．一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一根從船舶船體的尾部構(gòu)件(2)向后延伸的軸(1)；一個(gè)劃水式推進(jìn)器(4)，其鄰近于船體后緣(7)安裝在所述至少一根軸上，因而所述推進(jìn)器在船舶使用中在船體尾部構(gòu)件后面形成的尾部構(gòu)件空穴中工作；以及用于驅(qū)動(dòng)所述至少一根軸的驅(qū)動(dòng)裝置；其中，所述推進(jìn)器包括一個(gè)轂(5)和多個(gè)圍繞轂基本等角度間隔開來的槳葉(6)，槳葉間距(S)與葉弦(C)的比值(S／C)沿著槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度為至少2．0。
2．如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于相鄰槳葉的槳葉間距(S)與葉弦(C)的比值(S／C)沿著槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度在2至5的范圍內(nèi)。
3．如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于相鄰槳葉的槳葉間距(S)與葉弦(C)的比值(S／C)沿著槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度在2．3至4．0的范圍內(nèi)。
4．如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于槳葉間距(S)與葉弦(C)的比值(S／C)沿著槳葉長(zhǎng)度的至少90％為至少2．0。
5．如權(quán)利要求4所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于槳葉間距(S)與葉弦(C)的比值(S／C)沿著槳葉長(zhǎng)度的至少95％為至少2．0。
6．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于轂直徑(Hd)與推進(jìn)器直徑(Pd)的比值(Hd／Pd)為至少0．35。
7．如權(quán)利要求6所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于轂直徑(Hd)與推進(jìn)器直徑(Pd)的比值(Hd／Pd)為至少0．4。
8．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于所述推進(jìn)器(4)安裝在所述至少一根軸(1)上，使推進(jìn)器的平面基本垂直于所述軸。
9．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于所述軸安裝在船舶上，使推進(jìn)器(4)的平面基本垂直于推力線。
10．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于推進(jìn)器直徑(Pd)與靜止船體吃水(Hs)的比值(Pd／Hs)為至少1．4。
11．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于推進(jìn)器的槳葉(6)相對(duì)于推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的螺旋角(β)是可變的。
12．如權(quán)利要求11所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于在推進(jìn)系統(tǒng)中還包括槳葉螺旋角控制裝置，其用于控制槳葉螺旋角。
13．如權(quán)利要求12所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于槳葉螺旋角控制裝置形成及布置得使槳葉的螺旋角(β)可在50°和120°之間變化。
14．如權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于槳葉螺旋角控制裝置是機(jī)械裝置、電氣裝置和液壓裝置中的一種或幾種。
15．如權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的推進(jìn)裝置，其特征在于所述槳葉控制裝置包括連接于安裝著槳葉(6)的托架裝置(18)的螺旋角控制桿(14)形式的機(jī)械式螺旋角控制裝置，所述控制桿和托架裝置形成和布置得使控制桿的軸向運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)變成托架裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，因而槳葉被轉(zhuǎn)動(dòng)以改變其(相對(duì)于推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的)螺旋角。
16．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括至少兩根從船舶船體(3)的尾部構(gòu)件(2)向后延伸的軸(1)，每根軸上安裝一個(gè)推進(jìn)器(4)，每個(gè)所述推進(jìn)器包括一個(gè)轂(5)和多個(gè)圍繞轂基本等角度間隔開來的槳葉(6)，槳葉間距(S)與葉弦(C)沿著槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度為至少2．0。
17．如權(quán)利要求16所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于為了控制每個(gè)所述推進(jìn)器上的槳葉的螺旋角設(shè)有槳葉螺旋角控制裝置。
18．如權(quán)利要求17所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于所述槳葉控制裝置形成和布置得獨(dú)立地改變每個(gè)推進(jìn)器的槳葉的螺旋角。
19．如權(quán)利要求12，13，14，15，17和18中任一項(xiàng)所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于槳葉螺旋角控制裝置還包括一個(gè)智能螺旋角控制器系統(tǒng)，其用于根據(jù)船舶的需要速度；船舶的實(shí)際速度；實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)速度；船舶在水中的位置；船舶的需要航向；和船舶的實(shí)際航向中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)自動(dòng)地控制槳葉的螺旋角。
20．如權(quán)利要求19所述的推進(jìn)系統(tǒng)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求17或權(quán)利要求18時(shí)，其特征在于智能螺旋角控制系統(tǒng)控制螺旋角控制裝置的螺旋角控制桿的軸向運(yùn)動(dòng)，以便改變兩個(gè)推進(jìn)器的槳葉的螺旋角。
21．如權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于智能螺旋角控制器系統(tǒng)也控制船舶的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
22．如權(quán)利要求19至21中任一項(xiàng)所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于所述智能螺旋角控制器系統(tǒng)適于改變槳葉的螺旋角，以便將所述推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速保持在恒定的速度上。
23．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)推進(jìn)器的槳葉數(shù)目在2和5之間。
24．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于槳葉沿其長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)。
25．如權(quán)利要求24所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于所述扭轉(zhuǎn)不大于20°。
26．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于船舶船體的端部輪廓包括至少一個(gè)凸形的基本為弓形的凸起，該凸起基本相應(yīng)于所述推進(jìn)器的轂的輪廓。
27．如權(quán)利要求26所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于所述至少一個(gè)凸起的圓弧達(dá)大約180°。
28．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于還包括護(hù)板裝置(38，39，40)，其用于圍住所述推進(jìn)器，以防止任何障礙物進(jìn)入槳葉(6)之間。
全文摘要
一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)具有至少一根從船舶船體(3)的尾部構(gòu)件(2)向后延伸的軸(1)和用于驅(qū)動(dòng)所述軸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(9,10,11)。一個(gè)劃水式推進(jìn)器(4)安裝在所述軸(1)上,其鄰近船體后緣(7),因而推進(jìn)器在船舶使用中在船體后形成的尾部構(gòu)件空穴中工作。每個(gè)推進(jìn)器(4)的槳葉(6)的間距(S)與葉弦(C)的比值(S/C)沿著槳葉的基本整個(gè)長(zhǎng)度至少為2.0。這種推進(jìn)系統(tǒng)具高工作效率,特別適用于高速船舶。
文檔編號(hào)B63H3/04GK1290223SQ9980276
公開日2001年4月4日 申請(qǐng)日期1999年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月7日
發(fā)明者伊恩·詹姆斯·杜坎, 雨果·安東尼·杜坎 申請(qǐng)人:未來技術(shù)有限公司